Принцип работы и устройство перистальтических насосов

Перистальтические насосы в ряду прочих химических насосов стоят особняком. Прежде всего потому, что принцип работы перистальтического насоса кардинально отличается от всех прочих особой оригинальностью, из которой проистекает некоторое количество необычных и полезных свойств.

Парадоксально, но по принципу действия перистальтический насос отдалённо схож... с тюбиком зубной пасты. В качестве основного рабочего элемента перистальтического насоса выступает эластичный шланг (трубка), из которого жидкое вещество в буквальном смысле выдавливается специальными роликами.

Ролик прижимает участок трубки к дугообразному корпусу насоса, отделяя таким образом секцию с жидкостью, а затем продвигает эту секцию с жидкостью в ней в сторону выпускного патрубка. В другой секции, непосредственно за роликом, возникает область пониженного давления, благодаря которому в эту секцию засасывается следующая порция жидкости. Секция запечатывается очередным роликом – и процесс циклически повторяется.

Наглядно продемонстрировать, как работает перистальтический насос, проще всего с помощью анимации:

Ролики симметрично располагаются на вращающемся диске, количество роликов может варьироваться в зависимости от модели насоса – их может быть два, три и более. От количества роликов, скорости вращения диска, материала эластичного шланга зависят рабочие характеристики (свойства) перистальтического насоса.

Как упоминалось в самом начале, устройство перистальтического насоса определяет несколько его полезных свойств.

1. Основной характеристикой любого насоса принято считать его производительность – то количество жидкого материала, которое насос способен переместить за единицу времени. Небольшие перистальтические насосы в этом отношении довольно скромны, самая «мощная» модель рассчитана на перекачку до 100 литров в час, стандартные показатели колеблются в диапазоне от 0,5 до 12 литров.

Зачем же нужны насосы со столь скромными показателями? Дело в том, что производительность перистальтического насоса находится в прямой линейной зависимости от скорости прохождения роликов вдоль трубки – то есть, от частоты вращения роликового диска. Регулируя эту скорость, можно с крайне высокой степенью точности определять количество перекачиваемого вещества. Перистальтические аппараты очень часто используются в качестве дозирующих насосов – они применяются для водоподготовки (подачи реагентов, нормализующих химический и бактериологический состав воды), используются в качестве лабораторных насосов, и в иных технологических ситуациях, когда точность подачи превалирует над крупными объёмами.

2. Практически все химические насосы во время работы создают в жидкости либо гидравлические пульсации (плунжерные, мембранные насосы), либо вихревые явления (центробежные, винтовые насосы). Такие процессы могут быть нежелательны при перекачивании веществ со сложной структурой – коллоидов, суспензий и т.д.

Единственные насосы, у которых подобные эффекты практически полностью отсутствуют – с перистальтическим принципом действия. Они осуществляют перекачку с предельной аккуратностью, «не взбалтывая», и потому могут работать с особыми реактивами и веществами. И не только с химическими: к примеру, перистальтические насосы находят применение в медицине – при гемодиализе и переливании крови, а также используются в качестве пищевых насосов – для перекачки молока и молочных продуктов, различных паст и соков, и даже элитного алкоголя.

3. К вопросу о химических веществах: поскольку в процессе перекачки жидкость контактирует исключительно с внутренней поверхностью трубки, характеристики жидкости – в частности, степень агрессивности, кислотные, щелочные показатели – ограничены исключительно свойствами материала, из которого изготовлена трубка. Перистальтические трубки для насосов изготавливаются из современных полимеров, способных длительное время контактировать с различными группами химически активных веществ, не разрушаясь при этом и не теряя своих эластичных свойств.

4. Возвращаясь к аналогии с тюбиком зубной пасты, следует заметить, что перистальтические насосы способны перекачивать довольно плотные, вязкие жидкости. Правда, здесь многое зависит от диаметра шланга и патрубков, а также от мощности привода, вращающего роликовый диск. Отдельные промышленные экземпляры перекачивают... жидкий бетон.

При этом, небольшие твёрдые частицы абсолютно не вредят внутренней конструкции перистальтических насосов: в случае попадания таких частиц между роликом и поверхностью шланга они просто вдавливаются в неё, а затем, после прохождения ролика, просто выталкиваются эластичным материалом обратно в раствор.

5. Однако, промышленные экземпляры – скорее исключение; большинство перистальтических насосов имеют весьма компактные размеры. Такие «мини-насосы» легко размещаются в условиях ограниченного пространства, а благодаря малому весу могут устанавливаться в подвесных, настенных креплениях – что также крайне удобно.

Преимущества автоматизации, которые предоставляет использование перистальтических насосов, приведенным списком не исчерпывается. К примеру, существуют модели с встроенными контроллерами химического состава жидкости; более простые модели специально приспособлены для подключения к внешним управляющим модулям и т.д. Более подробно ознакомиться с полными характеристиками, техническими данными и параметрами перистальтических насосов можно в специализированном разделе данного сайта.